上海地鐵“十”形換乘地鐵車站施工技術

卿 凇

（騰達建設股份集團有限公司，上海市200011）

0 引言

地鐵兩線之間的換乘就平面而言無外乎是“十”形、“T”形、“L”形、站臺同平面和通道五種方式的換乘。在軌道交通網(wǎng)絡規(guī)劃愈來愈復雜的城市，如果場地允許，線路之間多以“十”形相交為主?！笆毙螕Q乘方式，換乘客流分布均勻，換乘距離短，無高度損失，方向性強。盾構施工上、下無限界之虞，規(guī)模緊湊。因此，“十字”換乘的車站形式是不可避免的。它是網(wǎng)絡優(yōu)化的產(chǎn)物，也是地鐵車站設計和施工值得深入探討的課題。

已建成的上海軌道交通9號線西藏南路站與8號線陸家浜路站是典型的“十”形相交。針對上海特殊的地質條件和相對普遍的地面建筑密集、交通設施繁忙、地下管線眾多、地下水位高等環(huán)境因素，希望以此項目的成功實例來闡述典型“十”形換乘施工常見的問題及相關技術。

1 工程概況

上海地鐵9號線西藏南路站與地鐵8號線陸家浜路站呈“十”形方式相交，東接中華路站，西至馬當路站，位于陸家浜路下，騎跨西藏南路?？傞L為162.2 m，標準段寬度為22.9 m，為地下三層結構，基坑開挖深度約為22.8 m。車站端頭井開挖深度為24.5 m?；颖Ｗo等級為一級，平面位置見圖1。

2 工程環(huán)境

2.1 地質情況

地基土的構成與特征可根據(jù)勘探孔資料，具體地層特性見表1。

該工程承壓水主要分布于第⑦及第⑨層，根據(jù)上海地區(qū)的區(qū)域資料，第⑦層承壓水埋深一般在3～11 m，均低于潛水水位，并呈周期性變化?？辈炱陂g測得承壓水水位埋深為8.07 m。原8號線陸家浜路站施工時(2005年)實測承壓水水位埋深約8.30 m。

2.2 周邊建筑物、交通及管線情況

2.2.1 周邊建筑物

西藏南路站周邊建筑物眾多，并且距離車站基坑較近。（1）林蔭大樓：16層居民樓，距離車站主體基坑為8.119 m；（2）陸家浜路1221弄：14層居民樓，與車站主體結構基坑最小距離為5.36 m。（3）銀南大廈：地面18層建筑，混凝土結構，距離車站主體基坑25 m，距離附屬結構基坑南側僅2.5 m。（4）雅廬苑：混凝土28，距離主體基坑約8.7 m，距離其裙樓為4 m，5號出入口距離結構邊線僅2 m，具體位置見圖1。

2.2.2 交通環(huán)境

地鐵9號線西藏南路車站建址在上海市西藏南路與陸家浜路交匯處，處于鬧市區(qū)，周圍建筑物密集，西藏南路及陸家浜路為上海市交通主干道，道路交通十分繁忙。

2.2.3 管線情況

原陸家浜路上的管線除Φ1650雨水管外，全部翻排到9號線西藏南路站主體南側，即第二階段施工的附屬結構建址范圍內（第一階段翻交道路之下）。存有：上水Φ1000、煤氣Φ300、Φ500、通信管24孔、電力32孔等5根管道；北側為Φ1650雨水管，緊貼車站地下連續(xù)墻（先制作地下墻，后排雨水管），定為施工過程中保護的難點，具體位置見圖1。陸家浜路上的管線全布置在8號線陸家浜路車站的頂板之上。

圖1 9號線西藏南路車站與8號線陸家浜路車站總平面圖

表1 地基土的構成及特性

3 施工技術措施

3.1 雙側便橋框架逆筑

應對施工場地狹小和交通疏解要求，結合第一道鋼筋混凝土支撐制作施工雙側鋼筋混凝土便橋，很好地解決了施工便道的問題，同時滿足了社會交通的要求。雙側便橋較單側半跨度便橋有其優(yōu)點：（1）雙側可以同時施工作業(yè)，互不干涉；（2）出土方便，基坑內土方水平運輸距離短；（3）地下墻、格構柱、第一道鋼筋混凝土支撐受力均衡。雙側便橋平面見圖2，實物照片見圖3。

同時，為了保護周邊建筑物及管線，采用下二層板為框架逆筑，大大地減小了基坑圍護的變形，從而有效地保護好周邊環(huán)境?？蚣苣嬷骓樦ê腿嬷ǖ膬?yōu)點：構造簡單，施工方便，大大減少了圍護結構的變形，同時還能滿足進度和結構質量的要求。雙側施工便橋框架逆作施工見圖4。

圖2 9號線西藏南路站基坑雙側便橋平面圖

圖3 9號線西藏南路站基坑雙側便橋實物照片

圖4 9號線西藏南路站基坑開挖剖面示意圖

3.2 對稱開挖

地鐵9號線西藏南路車站基坑開挖量大、深度深、場地狹窄、周圍環(huán)境要求高，因為設計支撐只在橫向上布置，所以如果對已建成運行的地鐵8號線陸家浜路站一側進行先行開挖施工，勢必導致另一側的主動土壓力極具增大，對基坑穩(wěn)定尤其是正在運行的地鐵8號線造成相當嚴重的變形影響。

根據(jù)以往的挖土施工經(jīng)驗，針對“十”形換乘車站工程特點，我們采取東西施工區(qū)對稱開挖的形式，即9號線西藏南路站兩側基坑挖土同時進行，開挖前仔細對稱劃分挖土單元，開挖過程中嚴格規(guī)定了每個單元的挖土時間和支撐時間，以減少8號線圍護變形，特別要求同時開挖的兩側土方深度落差控制在3 m以內以保證兩個基坑對8號線的受力平衡。

實時跟蹤監(jiān)測8號線在開挖過程圍護結構的變形和結構板的位移，及時進行數(shù)據(jù)分析，結果證明對稱開挖過程中，軌道交通8號線所受到的影響均控制在設計和規(guī)程允許范圍內。

3.3 封堵墻拆除對既有運行地鐵的保護

西藏南路車站與陸家浜路車站內部換乘，原8號線陸家浜路站施工中已預留部分結構接頭并采用地下墻形式的封堵墻封閉。與9號線西藏南路站貫通需拆除相應的封堵墻即外側地下連續(xù)墻，施工過程中可能帶來的機械擾動及灰塵對已運行的8號線環(huán)境和結構將產(chǎn)生直接影響。

現(xiàn)場情況進行分析后，拆除封堵墻應采用施工方便、震動小的施工方法，合理的施工方案有以下兩種：（1）空壓機人工鑿除法；（2）人工機械切割法。兩種方案比較見表2。

表2 施工方案比較表

結合實際情況和成本的要求，本工程采用了空壓機人工鑿除法。底板和下二層、下三層側墻采用了1 m寬的后澆帶，待頂板封頂后，逐步進行澆筑。同時，在封堵墻拆除過程中8號線內側加設密封板，防止由于運行列車經(jīng)過產(chǎn)生虹吸效應把施工灰塵帶入地鐵內部。

3.4 承壓水施工技術（針對環(huán)境影響的控制）

在開挖深度較深的基坑的開挖過程中，要考慮基坑底部承壓含水層的水壓力，按照計算及觀測水位，按需要對承壓水進行降壓，保障基坑安全。

十字交錯車站施工中特別注意從單純的“降承壓水”改變?yōu)椤俺袎核卫怼保瑖栏褚浴鞍葱杞邓钡脑瓌t控制抽水量，尤其是開挖工序中以換乘站相交節(jié)點為最先進行開挖施工，完成底板結構制作，待達到強度要求，首先關停此處承壓井，使得此節(jié)降承壓水周期縮短，沉降影響最小化。而后逐步依次完成東西施工區(qū)的結構制作。如圖5所示：①—⑤為降承壓水的影響范圍線；陰影部分中①為結構最先制作。

圖5 9號線西藏南路站換乘節(jié)點處降承壓水影響和結構制作流程示意圖

3.5 換乘段接頭的處理技術

換乘節(jié)點規(guī)劃設計時，考慮到后施工車站降承壓水帶來的沉降影響，先施工的車站加深作為封堵墻地下墻以阻斷水流，降低后期施工降水帶來的風險。同時在兩車站相交處做成凹陷型沉降施工縫形式（見圖6），有利于技術上對沉降和防水控制。凹陷型施工縫進行兩次施工，先施工底板底以下部分（厚度和配筋同底板），縱向鋼筋采用植筋的方法與地下墻聯(lián)接成整體，主要抵抗承壓水和防止新老結構沉降差過大；沉降趨于穩(wěn)定后，采用后澆帶的形式制作凹陷型上部，即底板部分，使新老底板連接成整體（鋼筋采用接駁器聯(lián)接），同時采用必要的防水措施，如預埋壓漿管，必要時進行壓漿處理。

圖6 9號線西藏南路站與8號線陸家浜路站換乘節(jié)點處理示意圖

施工時建議加大換乘車站節(jié)點處即已運行車站周圍的基坑的地基加固面積，具體加固范圍可根據(jù)實際情況由設計進行承載力計算。有利于防止施工挖土造成運營中的車站橫向及縱向的位移，減少新制結構的差異沉降。

4 施工監(jiān)測結果

“十”形換乘新車站的大基坑開挖施工必定會對原運行車站造成一定影響，所以在整個過程中需要加強對原有車站的監(jiān)測，保證其沉降位移等主要指標都控制在安全穩(wěn)定的范圍內，并及時預測發(fā)展趨勢，盡可能降低和防范施工中帶來的風險。本車站施工過程中，對頂板沉降、立柱樁的沉降、墻體位移、地面沉降及周邊建筑物、管線的沉降均進行了重點監(jiān)測，監(jiān)測成果如下：

（1）既有結構8號線陸家浜路車站的沉降

施工監(jiān)測結果顯示，地鐵9號線西藏南路車站基坑開挖和結構制作的過程中，已運行的地鐵8號線沉降最大值控制在9 mm以內，受控在設計和規(guī)程允許范圍之內，以下為8號線車站沉降量最大的兩個點DC6、XC6的變化曲線見圖7。

圖7 DC6、XC6的沉降量變化曲線圖

（2）地下墻的水平位移

地下連續(xù)墻位移監(jiān)測孔有20個，其中I9和I20位移最大，從圖8、圖9的位移曲線可以看出，位移量均低于一級基坑允許最大位移變形（34.3 mm）。

圖8 I9位移圖

（3）周邊建筑物及地面沉降觀測

當9號線西藏南路站結構封頂時，臨近建筑物沉降量最大為12.9 mm，是雅廬苑群房的F22點，大大低于允許沉降值（34.3 mm），周邊建筑物未發(fā)現(xiàn)明顯的裂縫，整個結構制作完成時，測得地面沉降量最大為7.81 mm，路面未發(fā)現(xiàn)明顯的沉降。

圖9 I20位移圖

5 總結

上海地鐵車站的交錯換乘已十分普遍，“十”形相交更具典型意義，由與已運行的8號線陸家浜路車站呈“十”形換乘的9號線西藏南路車站施工結果來看，地鐵“十”形換乘車站采用以上施工技術措施后，對周邊環(huán)境的保護尤其是降低對既有車站的施工影響有很大幫助，并且也進一步提高施工質量。